油气集输课程论文 学 院： 化工学院系 别： 石油加工系班 级：姓 名：学 号：指导教师：科训题目： 浅谈天然气脱水脱酸技术日 期： 2012 年 4 月摘要通过对油气集输及矿场加工课程的学习，了解和掌握了很多专业知识。让我们对油气田的开发，石油的后续加工如原油处理、气液分离、原油稳定等工程工艺都有了了解。在此想就天然气的净化脱水脱酸工艺过程做简要介绍以加深多课程的学习理解。本文主要介绍三甘醇脱水过程的工艺及流程以及 MDEA 脱酸过程。关键词：天然气脱水，脱酸，三甘醇，MDEAAbstractThrough to the oil and gas field processing courses of study,I know a lot of professional knowledge.Let us for the development of oil and gas fields,oil and subsequent processing such as crude oil processing,gas-liquid separation,crude oil stability and other engineering technology with understanding.I would like to take natural gas ddehydration and acid process introduced briefly in order to deepen the understanding of multiple courses of study.This paper mainly introduces FEG dehydration process and process as well as MDEA deacidifcation process.Keywords：Natural gas dehydration ，deacidification ，TEG,MDEA目录1 天然气脱水脱硫的意义 .51.1 天然气脱水的意义 .51.2 天然气脱硫的意义 .52 天然气脱水的工艺比较 .62.1 膨胀制冷冷却法 .62.2 固体吸附脱水 .62.3 吸收脱水 .63MEDA 吸收法天然气脱硫 .93.1MEDA 吸收流程 .93.2MEDA 吸收过程的优化节能 .94 总结 .101 天然气脱水脱硫的意义城市天然气是现代化城市人们生活和工业生产的一种主要能源，因其辛烷值高，燃烧充分，不留碳黑杂质，基本没有污染，被誉为“清净燃料”或“绿色燃料”。发展城市天然气可以节约能源、减轻城市污染、提高人民生活水平、同时它也是重要的化工原料，发展天然气也同时促进工业产品质量提高，社会综合效益显著。发展城市天然气是建设现代化城市必不可少的条件，对加速实现高度物质文明和精神文明具有重要的意义 1。1.1天然气脱水的意义天然气作为一种清洁能源，得到越来越广泛的应用，但从油、气井流出的天然气，一般都按含有饱和量的水蒸气，有的还含有相当数量的H 2S和CO 2等酸性气体。气体中存在过量的水汽不仅减少商品天然气管道的输送能力和气体热值，而且在油、气田加工过程中由于气体工艺条件的变化引起水蒸气凝析，形成液态水、冰或固态水体水合物，从而增加集气管路压降，严重时将造成水合物堵塞管道，产生被迫中断。当气体中含有酸性气体时，液态水更会加速H 2S和CO2对管道和设备的腐蚀。当用冷凝法从天然气内回收C 2+组份时更需要深度脱水，防止冷凝温度下产生冰或水合物。因而，油气田产生的天然气一般总需要脱水，以满足气体后续加工工艺、管输和商品天然气对水含量的要求。因此天然气脱水尤其是天然气集输过程中的水蒸气去除是集输系统的关键 10。1.2天然气脱硫的意义从油气井收集的天然气内常含有H 2S、CO 2和有机硫化合物。H 2S与水可生成硫酸，CO 2和水可能生成碳酸，因而H 2S和CO 2被称为酸气。天然气中含有的有机硫为硫醇、硫醚和羰硫。且H 2S具有剧毒与水形成弱硫酸腐蚀管线和设备，还有使钢材发生氢脆和硫化物应力开裂。鉴于上述原因各国对商品天然气的H 2S和总硫含量都有最严格的控制。因此需要脱除这些酸性气才能满足管道输送或后续加工对天然气质量的要求。2 天然气脱水的工艺比较目前，天然气工业常用的脱水方法有低温分离法、溶剂吸收法、固体吸附法、膜分离法、蒸馏法以及超音速脱水法。其中，国内外应用最多的方法是溶剂吸收法中的甘醇法，国内普遍应用三甘醇。下面我们就上述方法展开比较。2.1膨胀制冷冷却法膨胀制冷冷却法也称为低温分离法，依据焦耳一汤姆逊效应使高压天然气膨胀制冷获得低温将气体中部分水蒸气和烃类冷凝析出，这种方法多用干高压凝析气田，将高压气体经过节流膨胀设施降低到一定压力。由于膨胀后的温度往往在水合物的形成温度之下，通常会注入乙二醇抑制剂的方法来抑制水合物的形成。这种方法是国内气田除三甘醇脱水外应用最多的天然气脱水1=艺。长庆采气二厂，塔里木克拉2等均采用该方法。，采用膨胀制冷法脱水，装置设备简单，不需要后增压设备-一次性投资低，装置操作费用低。该方法主要用于有压力能可供利用的高压气田 2。2.2固体吸附脱水经常使用的固体吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛。前两者相比，在高温下和吸附质相对湿度低时，分子筛具有更好的吸附能力。硅胶只适用于浅冷工艺目前，国内外大都采用两塔或三塔流程。脱水系统主要包括吸附脱水，再生和冷却系统。分子筛脱水操作可使水露点达到-90 0C，脱水后干气含量很低，可达1ppm，在脱水同时脱除硫醇等硫化物，对于进料气体温度、压力、流量变化不敏感，操作简单，占地面积小，无严重腐蚀和发泡方面的问题 2。2.3吸收脱水吸收法脱水的原理是采用一种亲水液体与天然气逆流接触，从而吸收气体中的水蒸气达到脱除目的。脱水吸收剂应该对天然气中的水蒸气有很强的亲和能力，热稳定性好，不发生化学反应，容易再生，蒸气压低，黏度小，对天然气和液烃的溶解度低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀，同时还应价格低廉，容易得到。常用的脱水吸收剂是甘醇类化合物，尤其是三甘醇，其露点降大、成本低、运行可靠，在甘醇类化合物中经济性最好，因而被广泛采用。下面来详细介绍三甘醇脱水的工艺 3。2.3.1 三甘醇脱水工艺流程三甘醇的学名是三乙二醇醚，是环氧乙烷水和制乙二醇的一个副产品，是由环氧乙烷以及乙二醇的共同作用得到的。天然气三甘醇脱水系统中的主要工艺设备有三甘醇吸收塔、三甘醇加热炉、三甘醇再生塔、三甘醇循环泵、贫富甘醇换热器、水冷器以及闪蒸罐等。首先，湿净化天然气从三甘醇吸收塔下面进入到三甘醇吸收塔内，并和从吸收塔上面进来的三甘醇贫液在塔内进行逆流接触，这样，天然气中的饱和水就被三甘醇贫液吸收，脱水过后干净的天然气从三甘醇吸收塔的顶部出来，经过重力分离、再进过调压、计量之后出装置。然后，三甘醇富液从吸收塔下面的分离器中排出，经过液位控制阀到达三甘醇再生器富液精馏柱的顶端经换热之后进入到三甘醇闪蒸罐内闪蒸出部分烃类以及水，闪蒸之后的三甘醇富液再进入到三甘醇机械过滤器，并由该过滤器进入到活性炭过滤器，再由活性炭过滤器列到机械过滤器中，这样进行三级过滤的目的就是要把中HJ含有的杂质和降解产物去除。最后，从机械过滤器中出来的三甘醇富液，进入到三甘醇贫富液换热器中和出三甘醇重沸器的三甘醇贫液进行换热，换热过后，三甘醇富液进入三甘醇缓冲罐的换热盘管，并和三甘醇贫液进行又一次的换热，之后进入到三甘醇再生器上面的富液精馏柱中。三甘醇富液能够在三甘醇再生器中得以再生，再生后把吸收的水分解吸出来从再生器顶端排出，在这里，排出的气体主要是水蒸气、二氧化碳以及烃类气体，排出的气体进入废气分液罐中，分液之后气相进入硫磺回收单元尾气灼烧炉进行灼烧，灼烧后排入大气中。再生后的贫液在三甘醇缓冲罐内和三甘醇富液换热，换热之后贫液回到三甘醇贫富液换热器和三甘醇富液进行又一次的换热，在三甘醇贫液降温之后再进入到三甘醇循环泵进行增压，并由三甘醇冷却器进一步进行冷却，冷却之后进入吸收塔的上端，从而完成了三甘醇吸收和解吸的循环过程 4。2.3.2 三甘醇在脱水中的损失在工艺过程中导致三甘醇损失的主要原因有以下几方面：首先天然气的携带损失，尽管三甘醇的蒸汽压很低，但出塔的天然气仍然要带走一定量的三甘醇尤其是在接触塔背压波动范围大、气流速度过快或气量不稳定的情况下，三甘醇的携带损失更大。其次盐污染、高温